Téměř dvě století bylo spojení mezi světlem, magnetismem a materiály chápáno prostřednictvím Faradayova jevu, jevu, který poprvé pozoroval Michael Faraday v roce 1845. Nové výzkumy nyní ukazují, že toto spojení je jemnější, než se dříve myslelo, a magnetická složka světla hraje překvapivě významnou roli v jeho interakci s určitými materiály.
Původní Faradayův efekt: Historická recenze
Faraday objevil, že když světlo prochází určitými látkami (jako je sklo obohacené kyselinou boritou a oxidem olovnatým) pod vlivem magnetického pole, jeho polarizace rotuje. Převládajícím vysvětlením bylo, že tato rotace byla způsobena interakcí mezi magnetickým polem, elektrickými náboji v materiálu a elektrickou složkou světla samotného.
Předpokládalo se, že magnetická složka světla má malý nebo žádný účinek. Tento model byl přijímán téměř dvě století.
Nové objevy: do popředí se dostává magnetická složka
Badatelé Amir Kapua a Benjamin Assouline z Hebrejské univerzity v Jeruzalémě tento zažitý předpoklad zpochybnili. Jejich výpočty ukazují, že za určitých podmínek magnetická složka světla interaguje s materiály, což potenciálně vysvětluje významnou část pozorovaného Faradayova jevu.
Klíč spočívá v polarizaci světla. Když je světlo kruhově polarizované – to znamená, že se jeho magnetické pole točí ve spirále, jako vývrtka – interaguje silněji s magnetickými rotacemi uvnitř určitých materiálů.
Terbium Gallium Garnet (TGG): Případová studie
Vědci zjistili, že když byl Faradayův experiment opakován s použitím terbium galliového granátu (TGG), magnetického materiálu, magnetická interakce mohla vysvětlit 17 % efektu s viditelným světlem a až 70 % s infračerveným světlem. To naznačuje, že u některých materiálů není vliv magnetické složky světla ani zdaleka zanedbatelný.
To nebylo dříve studováno, protože magnetické síly v materiálech, jako je Faradayovo sklo, jsou relativně slabé ve srovnání s elektrickými silami. Navíc rotace v těchto materiálech nejsou vždy zarovnány s magnetickou složkou světla. Ale kruhově polarizované světlo tuto dynamiku mění.
Důsledky a budoucí aplikace
Igor Rozhansky, fyzik z univerzity v Manchesteru, potvrzuje, že výpočty jsou přesvědčivé a vyžadují další experimentální ověření. Výsledky otevírají nové možnosti pro manipulaci s rotacemi v materiálech, což může vést ke zlepšení technologií, jako jsou senzory rotace a pevné disky.
Schopnost ovládat magnetické rotace pomocí světla by mohla způsobit revoluci v technologiích ukládání a zpracování dat.
Závěrem lze říci, že spojení mezi světlem a magnetismem, které poprvé objasnil Faraday, se nyní ukazuje jako ještě složitější, než se dříve myslelo. Magnetická složka světla, dlouho považovaná za zanedbatelnou, by mohla být klíčem k manipulaci s materiály na základní úrovni a předzvěstí nové éry technologií založených na rotaci.
